CGM第428期：操纵克隆配子体实现作物多倍体基因组设计
德国马克斯普朗克植物育种研究所（科隆）
博士于2019年在中国农业大学国家玉米改良中心获得博士学位。目前，他在德国马克斯普朗克植物育种研究所染色体生物学系（科隆）工作，并且在荷兰拉德堡德大学植物与动物生物学系担任客座科学家。他的主要研究方向是植物有性生殖（作物减数分裂）和无融合生殖（包括孤雌生殖和单倍体诱导）。汪博士的一些研究成果以第一作者身份发表在Nature Genetics（封面文章）、Current Biology、Journal of Experimental Botany 和 Frontiers in Plant Science 等国际期刊上。他还以参与作者身份在 The Plant Journal、New Phytologist、Journal of Integrative Plant Biology 和 International Journal of Molecular Sciences 等期刊上发表了相关研究文章。
杂种优势是一种广泛存在于自然界的遗传现象，指的是由两个不同亲本杂交所产生的子代表现出优于双亲的表型特征。除了在单一杂交中能观察到杂种优势外，在二倍体与同源四倍体的双杂交中也存在渐进式杂种优势。传统的杂交育种方法中，每个亲本会随机传递其一半的遗传物质给下一代，使育种过程缺乏稳定性。此外，由于减数分裂中同源染色体的重组，亲本的遗传物质会发生分离，从而导致杂种优势无法在下一代中得到固定。本研究在不同遗传背景的二倍体番茄中创建了有丝分裂替代减数分裂（Mitosis instead of Meiosis，MiMe）体系。通过杂交不同的MiMe突变体，研究成功培育出具有四套无重组、完整祖父母基因组的四倍体番茄植物。这项研究首次在植物中实现了来自不同亲本的两个克隆配子（携带亲本100%遗传物质）的结合，为固定多倍体渐进式杂种优势（Autopolyploid Progressive Heterosis，APH）提供了重要的理论依据和实践指导价值。
参考文献
- Wang Yazhong, Fuentes Roven Rommel, van Rengs Willem M. J., Effgen Sieglinde, Zaidan Mohd Waznul Adly Mohd, Franzen Rainer, Susanto Tamara, Fernandes Joiselle Blanche, Mercier Raphael, Underwood Charles J. Harnessing clonal gametes in hybrid crops to engineer polyploid genomes. Nature Genetics. 2024;56(6):1075-1079. DOI: 10.1038/s41588-024-01750-6
- . Clonal gametes enable polyploid genome design. Nature Genetics. 2024;56(6):1045-1046. DOI: 10.1038/s41588-024-01751-5
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